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FISIOLOGÍA Y TECNOLOGÍA DE POSTCOSECHA

“HIDROENFRIAMIENTO Y TRANSFERENCIA DE CALOR DE FRUTAS Y HORTALIZAS”

VII CICLO INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

 TÍTULO:

HIDROENFRIAMIENTO Y TRANSFERENCIA DE CALOR DE FRUTAS Y HORTALIZAS  ALUMNOS: 

Arana Alayo Anita



Pedroza Jamanca Brayan



Regalado Tamariz Jorge



Urcia Cerna Juan



Verona Ruiz Anggie

 CURSO: Fisiología y Tecnología Postcosecha 

DOCENTE:

Ing. Wilson Símpalo López

NUEVO CHIMBOTE – PERÚ 2019

Contenido I.

INTRODUCCION............................................................................................................... 4

II.

OBJETIVOS .................................................................................................................... 5

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO .......................................................................................... 5

IV.

MATERIALES Y MÉTODOS ..................................................................................... 18

V.

RESULTADOS .................................................................................................................. 21

VI.

DISCUSIONES .............................................................................................................. 23

VII.

CONCLUSIONES ......................................................................................................... 25

VIII. IX.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 26 ANEXOS: ....................................................................................................................... 28

“HIDROENFRIAMIENTO Y TRANSFERENCIA DE CALOR DE FRUTAS Y HORTALIZAS”

I.

INTRODUCCION

La extracción del calor mediante el proceso de enfriamiento a una temperatura encomendada de almacenamiento y humedad relativa es necesaria para mantener la calidad de los productos. Un producto que viene del campo, al estar expuesto al calor ambiente por exposición directa o indirecta al sol, trae consigo calor, llamado calor de campo que, si se le deja, termina deteriorándolo. Entre más rápido se le extrae ese calor de campo, más vida de almacenamiento y anaquel se le proporciona al producto, así su calidad es mantenida por más tiempo. Debe tenerse cuidado de no permitir que los productos vuelvan a calentarse después del pre-enfriamiento. La condensación en las superficies de los productos enfriados a temperaturas más altas también aumenta la descomposición. si la temperatura y la humedad relativa no se mantienen después del pre-enfriamiento, la calidad del producto se deteriora Todas las frutas y legumbres deben pre-enfriarse a una temperatura lo más cerca posible a la temperatura de almacenamiento y una humedad relativa adecuadas. El Hidroenfriamiento (HE), es un tipo de enfriamiento en el que los vegetales se rocían o sumergen en agua fría, con el objetivo de eliminar el calor de campo. Las principales consideraciones al momento de aplicarlo se pueden clasificar como: condiciones del proceso, determinadas por la temperatura, calidad microbiológica del agua, método y tiempo de aplicación y las propiedades del producto, determinadas por la matriz, superficie, tamaño y lesiones presentes. En el HE generalmente se usan temperaturas de agua inferiores a las requeridas para el almacenamiento de los productos; esto con el objetivo de obtener menores periodos de enfriamiento; sin embargo, algunas veces estas temperaturas no son recomendadas, debido a los perjuicios que pueden ocasionar al producto. Por otro lado, si la temperatura del producto no es disminuida hasta la temperatura óptima de almacenamiento, no se estará siendo eficiente en el enfriamiento.

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II.

OBJETIVOS



Evaluar la penetración del frío en la fruta y la variación de temperatura del agua.



Evaluar la velocidad de cambio de temperatura de frutas y hortalizas sometidas a enfriamiento en diferentes condiciones.



Demostrar un método de remoción rápida del “calor de campo” hasta la temperatura de conservación



Evaluar la velocidad de enfriamiento de frutas y hortalizas sometidas a enfriamiento en diferentes condiciones.



Evaluar la remoción del “calor de campo” con aire hasta la temperatura de conservación

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1.Refrigerado El control de la temperatura es una de las herramientas principales para reducir el deterioro postcosecha: las bajas temperaturas disminuyen la actividad de las enzimas y microorganismos responsables del deterioro de los productos perecederos. De esta manera, se reduce el ritmo respiratorio, conservando las reservas que son consumidas en este proceso, se retarda la maduración y se minimiza el déficit de las presiones de vapor entre el producto y el medio ambiente, disminuyendo la deshidratación. La suma de todos estos factores favorece la conservación de la frescura del producto así como la preservación de la calidad y el valor nutritivo. Una bodega refrigerada es una construcción relativamente hermética, aislada térmicamente del exterior y con un equipo de refrigeración capaz de extraer el calor generado por el producto para dispersarlo en el exterior. Debido al ritmo metabólico intenso de muchas frutas y hortalizas, el equipo debe tener una gran capacidad refrigerante para eliminar el calor respiratorio. Es necesario, además, que pueda controlarse precisamente la temperatura y la humedad relativa en el interior de la bodega.

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Las dimensiones dependen del volumen máximo a ser almacenado además del espacio suficiente para la manipulación mecánica y aquel necesario para que el aire frío llegue uniformemente a toda la masa almacenada. Por esta razón, no es inusual que solamente 75-80 por ciento de la superficie pueda ser ocupada. La altura de la cámara es función del producto y la forma en que va a ser dispuesto: unos 3 metros de altura son suficientes si va a ser estibado en forma manual, pero se requieren más de 6 metros si se almacena en tarimas (pallets) o bins. Concreto, metal, madera u otros materiales se pueden usar para su construcción. Todas las paredes exteriores deben estar aisladas térmicamente, incluyendo piso y techo. El espesor y tipo de material aislante es función de la superficie expuesta, del producto a ser almacenado y de la diferencia de temperaturas deseada entre los ambientes externos e internos. El poliuretano, poliestireno expandido, corcho u otros materiales pueden ser usados como aislantes. Una barrera de vapor debe construirse en el interior de la estructura pero del lado más caliente del aislamiento. El sistema de refrigeración mecánica posee esencialmente dos componentes: el evaporador, dentro de la bodega y el condensador en el exterior conectados por un circuito cerrado de tuberías de cobre. Ambos elementos son normalmente serpentinas metálicas de alta conductividad térmica con aletas y un forzador para facilitar el intercambio térmico. El evaporador se ubica sobre la parte superior de la cámara cuyo ventilador impulsa el aire frío en forma paralela al techo el que luego de pasar por el producto, transfiere a la serpentina el calor tomado, proceso en el cual el aire se enfría nuevamente. A medida que va absorbiendo el calor, el líquido refrigerante en su interior se va gasificando. Ya como gas, es transportado al condensador (en el exterior) en donde es licuado nuevamente mediante la presión generada por el compresor. Al transformarse en líquido, cede al ambiente el calor que trae desde el interior de la cámara. Al repetirse este ciclo en forma continua, funciona como una bomba extractora del calor interno. Una válvula de expansión que regula el flujo y la evaporación del líquido refrigerante es otro de los elementos claves del sistema.

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El amoníaco y el gas freón han sido los refrigerantes tradicionales, pero en la actualidad están siendo reemplazados por otros gases menos contaminantes. Para asegurar el máximo beneficio de la refrigeración no solamente es necesario dimensionar adecuadamente la estructura y materiales de aislamiento térmico, sino también la capacidad del equipo refrigerante, el cual además de extraer el calor proveniente del producto, debe eliminar la ganancia a través de las paredes, techo y piso, y aquel generado por la operación, tales como motores, luces, motoelevadores, etc. Cada especie tiene un rango de temperatura y humedad relativa óptimo para su conservación y en muchos casos, las distintas variedades poseen distintos requerimientos. En almacenamientos refrigerados prolongados siempre es conveniente almacenar solamente una misma especie para poder optimizar los requerimientos de temperatura y humedad relativa específicos de la variedad considerada. Las incompatibilidades de temperaturas, humedad relativa, sensibilidad al frío y al etileno, la absorción o emisión de olores contaminantes y otras, determinan que el uso del mismo espacio refrigerado para almacenar distintas especies sólo sea posible por períodos cortos (hasta 7 días, dependiendo de las especies) o bajo condiciones de transporte. Especies muy incompatibles no deberían estar juntas más de 1 o 2 días dentro de un mismo ambiente.

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3.2.Pre-enfriamiento El enfriamiento inicial de las frutas y hortalizas puede realizarse por métodos que incluyen: aire frio, agua fría y enfriamiento superficial (Thompson et al. 2002). La selección del método de enfriamiento está influenciado por factores como: la naturaleza y los requisitos de flujo del producto, el tipo de envase utilizado y finalmente por las restricciones económicas. Muchos productos pueden ser enfriados por cualquiera de estos métodos, ayudando significativamente en la manutención de la calidad, mientras que otros no se adaptan a determinados métodos y su calidad puede ser afectada negativamente si no se emplea el método adecuado (Garrido et al. 2015). A continuación serán descritos los métodos de enfriamiento más comunes en la postcosecha de frutas y hortalizas enteras y mínimamente procesadas. Tfinal = Tinicial producto - [7 x (Tinicial producto - Trefrigerante)]/8 3.2.1. Enfriamiento con aire frio Comercialmente existen dos métodos de enfriamiento que utilizan aire frío, estos son: refrigeración en cámaras frigoríficas (CF) y refrigeración por aire frío forzado (AF). (Ashrae, 2010). 3.2.2. Cámara frigorífica (CF) Es el método de refrigeración más antiguo y convencional. Debido a su versatilidad y bajo costo es muy utilizado comercialmente. Requiere de instalaciones simples, fácil operación y permite el enfriamiento y almacenamiento de los productos en un mismo lugar, evitando la manipulación excesiva.

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Tabla 1. Métodos de enfriamiento recomendados para frutas y hortalizas frescas enteras.

Fuente: Kader, 2002. El enfriamiento de los productos mediante este método se produce cuando éstos son colocados dentro de una CF y son expuestos al aire frío producido. Para producir frío es utilizada la evaporación de líquidos basada en la compresión y descompresión de un fluido frigorífero, que pasa de líquido a gas y viceversa, absorbiendo el calor del medio en el que se vaporiza a baja presión. Las máquinas que producen frío generalmente usan la compresión mecánica. Sus principales elementos son el compresor, el evaporador, el condensador, la válvula de expansión y los equipos de control (Artés Calero et al. 2015). En el enfriamiento por CF la transferencia de calor es baja, debido a que el aire frío

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circula libremente alrededor de los productos a velocidades relativamente bajas (menos de 1 m s-1), y no es forzado a pasar transversalmente sobre estos (Vissotto et al. 1999; Teruel et al. 2001). Consecuentemente, se requieren largos periodos para completar el enfriamiento, lo que puede ocasionar una excesiva pérdida de agua y favorecer el deterioro de aquellos productos más sensibles (Lindsay et al. 1983; Ashrae, 1998ab; Mitchell, 2002; Thompson et al. 2007). Por esta razón, este método se utiliza principalmente en productos tolerantes a un lento enfriamiento, que tienen vida útil relativamente larga y que se almacenan en la misma cámara en la que se enfrían. Los principales ejemplos incluyen flores cortadas, papas, cebollas, camotes, cítricos, manzanas y peras (Thompson et al. 2007). 3.2.3. Enfriamiento por aire forzado (AF) El enfriamiento por aire forzado (AF) es una modificación de la refrigeración en CF, la cual consiste básicamente en el paso forzado del aire a través del producto, a velocidades de entre 1 y 5 m s-1 , lo que incrementa el proceso de transferencia de calor y consecuentemente reduce el tiempo de enfriamiento de los productos (Teruel et al. 2001;. Cortez et al. 2002; Chitarra y Chitarra 2005). Este método es más común que cualquier otro método de enfriamiento (Kader, 2002), además presenta relativa simplicidad en la instalación y operación, pocas limitaciones con respecto al producto que será enfriado y menores costos en relación al HE y EV (Dennis, 1984). Este método fue desarrollado para productos que requieren de una rápida eliminación del calor de campo, inmediatamente después de la cosecha. En espárragos, por ejemplo, para evitar la pérdida de peso y el marchitamiento, el enfriamiento con AF hasta 1°C se debe realizar en un máximo de cuatro horas después de la cosecha, (Lallu et al. 2000). Trabajos realizados utilizando enfriamiento por AF muestran que es una tecnología aplicable a una amplia variedad de productos. Concretamente, el enfriamiento por AF ha demostrado ser una tecnología adecuada en la conservación postcosecha de pimientos (Antoniali et al. 2012). De igual forma es el método más adecuado para la refrigeración de melocotones “Chiripá” en comparación con los métodos de CF e HE (Brackmann et al. 2009). Nunes et al. (1995) concluyeron que el enfriamiento por AF, fue el único proceso comercialmente eficaz en la reducción de la

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deshidratación y el deterioro de las fresas, mientras que Brackmann et al. (2011) encontraron que el enfriamiento con AF a 8°C es eficaz para extender la vida postcosecha de los melones “Hy Marcos” debido a una mejora de la firmeza y una disminución del oscurecimiento de las frutas. Sin embargo, el enfriamiento por AF presenta algunas desventajas como ser: una mayor manipulación del producto, enfriamiento desigual; pues normalmente el producto que está en mayor contacto con el flujo de aire se enfría en un tiempo más corto en comparación con aquel que está en una posición más alejada (Teruel et al. 2001; 2003); y tiempo más lento de enfriamiento en comparación con el HE o EV, pudiendo causar pérdidas excesivas de agua en algunos productos (Cortez et al. 2002; Louzada et al. 2003). En este sentido, será muy importante que el ambiente en el que se lleva a cabo el enfriamiento permanezca humedecido y que una vez el producto alcance la temperatura de enfriamiento deseada, el flujo de aire sea reducido o eliminado (Silva et al. 2008.). Este método presenta varias configuraciones que pueden ser utilizadas. Sin embargo, la más común y más utilizada es el enfriamiento de tipo túnel, el cual funciona de la siguiente manera: se coloca una fila de cajas estibadas a cada uno de los lados de un ventilador de extracción, dejando un espacio central entre las filas. El espacio central y los extremos abiertos se cubren para formar un túnel de aire. El ventilador crea una baja presión del aire dentro del túnel. El aire frío de la cámara se mueve a través de las aberturas o entre los contenedores hacia la zona de baja presión, eliminando el calor del producto (Cortés et al. 2002b; Thompson, 2004; DussanSarria y Honorio 2005). En general, este tipo de enfriamiento es de cuatro a diez veces más rápido que la refrigeración en una CF (Bachmann y Earles 2000; Ladaniya, 2008), pudiendo realizarse en tiempos relativamente cortos que van desde una hora (flores de corte) a más de seis horas en frutos grandes (Thompson, 2004). Fresas enfriadas de 20 a 2°C necesitaron de 3,75 horas en AF para alcanzar 7/8 de su enfriamiento total, mientras que cuando fueron colocadas directamente en una CF sin el uso previo de AF necesitaron 27 horas (Leal y Cortez, 1998). Sin embargo, son varios los factores que influyen en la velocidad de enfriamiento del AF, entre ellos, el volumen de aire frío que pasa a través del producto. En ciruelas enfriadas con AF y utilizando un flujo de aire de 0,001 m3 s -1 kg-1 de

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producto el tiempo necesario para alcanzar 7/8 de la temperatura de enfriamiento fue cuatro horas, mientras que cuando se utilizó una velocidad del viento dos veces mayor, el tiempo de enfriamiento se redujo en un 40% (Thompson et al. 2008). Otro factor que influye es el diseño de los envases; éstos deben tener aberturas de al menos 5% del área efectiva, para el paso del aire refrigerado, a la vez, deben estar distribuidas de forma que faciliten la circulación del aire a través de ellas, promoviendo un efectivo intercambio de calor entre el producto y el medio (Cortez et al. 2002; Dussan-Sarria y Honorio 2005). Bananos enfriados en cajas plásticas con 40% del área efectiva abierta mostraron un tiempo de enfriamiento 45% menor que el tiempo necesario para enfriar los mismos, cuando estaban en cajas de cartón con un área abierta de 3,2%. Otro factor tiene que ver con las características del producto, como: la temperatura inicial, calor específico, tamaño y forma geométrica; la posición de la fruta en el envase y la posición de éstas en el estibado; otras características del aire de refrigeración, como temperatura, humedad relativa y propiedades térmicas (Leal y Cortez, 1998; Teruel et al. 2002b), el coeficiente de transferencia de calor, la diferencia de temperatura entre el producto y el medio refrigerante y el tipo de medio de enfriamiento (Brosnan y Sun 2001), también influyen en el tiempo de enfriamiento.

Fuente: Post Harvest

3.3.Transferencia de calor

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Durante el enfriamiento de frutas individuales, el calor se mueve del interior a la superficie, principalmente por conducción; es decir que el calor se transfiere a través de un material fijo. En los espacios intercelulares, el corazón y la zona de las semillas, existe aire. Entonces, en estos puntos, la transferencia es por convección, lo que significa que se transfiere el calor entre partes frías y calientes de un fluido por medio de una mezcla, lo que en los totales definitivos representará un pequeño porcentaje del total de tiempo necesario para enfriar. El tiempo necesario para enfriar cada una de las especies que se producen difiere, debido a sus características; por ejemplo, en los cítricos, la piel o cáscara posee mayor cantidad de espacios de aire, esto implica menor conductividad térmica que las vesículas de jugo. Ahora bien, si el medio de enfriamiento es agua o aire, se deberá eliminar el calor de la superficie de la fruta por convección y posteriormente se tendrá que transferir el calor de la superficie enfriante del sistema refrigerante. Papa (Solanum tuberosum L. subsp. tuberosum ) Calidad: la forma, tamaño y color de los tubérculos debe ser acorde al cultivar. La forma es usualmente redonda u ovalada, de 5 a 7 cm de ancho, de 10 a 12 cm de largo y peso entre 100 y 200 g. El tubérculo debe estar turgente, con epidermis del color típico (roja, amarilla o blanca), sin manchas y con yemas poco profundas, sin brotes. En el interior, la pulpa debe estar húmeda al corte, debe ser del color varietal y homogéneo, sin manchas.

Características fisiológicas:

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Condiciones óptimas de conservación: Índice de madurez de cosecha: para temprano: tubérculos bien formados, de floración en adelante. Para guarda: follaje senescente, después de fructificación. Método de preenfriado: no recomendado. Temperatura: 7° C. Humedad relativa: 90 a 95%. Uso de atmósferas modificadas: no recomendado. Duración: 10 meses.

Zanahoria (Daucus carota L. subsp. sativus (Hoffm.) Arcang. var. sativus Hoffm.) Calidad: las raíces deben ser de tamaño y forma acorde a la variedad, las más habituales en Chile tienen forma cónica, con diámetro de ± 4 cm en los hombros, agudizándose uniformemente hacia la punta, y un largo de ± 15 cm y un peso aproximado de 150 g. Externamente debe ser de color anaranjado (sin hombro verde), firme al tacto, crocante, con epidermis lisa y sin raicillas. El interior debe presentar color naranja lo más homogéneo.

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Condiciones óptimas de conservación: Índice de madurez de cosecha: tamaño. Método de preenfriado: hidroenfriado. Temperatura: 0° C. Humedad relativa: 98 a 100%. Uso de atmósferas modificadas: no recomendado. Duración: hasta 9 meses. 3.4.Hidroenfriamiento El Hidroenfriamiento (HE), es un tipo de enfriamiento en el que los vegetales se rocían o sumergen en agua fría, con el objetivo de eliminar el calor de campo. Las principales consideraciones al momento de aplicarlo se pueden clasificar como: 

Condiciones

del

proceso,

determinadas

por

la

temperatura,

calidad

microbiológica del agua, método y tiempo de aplicación. 

Las propiedades del producto, determinadas por la matriz, superficie, tamaño y lesiones presentes.

En el HE generalmente se usan temperaturas de agua inferiores a las requeridas para el almacenamiento de los productos; esto con el objetivo de obtener menores periodos de enfriamiento; sin embargo, algunas veces estas temperaturas no son recomendadas, debido a los perjuicios que pueden ocasionar al producto. Por otro lado, si la temperatura

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del producto no es disminuida hasta la temperatura óptima de almacenamiento, no se estará siendo eficiente en el enfriamiento. Es importante resaltar que los mejores resultados con el uso de HE son obtenidos cuando se usa en combinación con otros métodos (Gillies y Toivonen 1995; Cheng, 2006). Álvares et al. (2007) demostraron que el HE en perejil (Petroselinum crispum), redujo la pérdida de masa fresca y ayudó a mantener el contenido de agua durante el almacenamiento a 5°C; mientras que cuando no fue utilizado, y se mantuvieron las condiciones de almacenamiento, el producto presentó marchitamiento. Otro factor a considerar en el HE es el tamaño del producto y las condiciones del método empleado. Pues frutos pequeños requieren de un tiempo menor que aquellos frutos de diámetro superior (Rao, 2015). Mientras que condiciones del método como orientación del producto respecto al flujo de agua (horizontal o vertical) y tipo de aplicación (inmersión o aspersión) tienen una influencia directa sobre la eficiencia del HE (Vigneault et al. 2007). Es importante resaltar que los mejores resultados con el uso de HE son obtenidos cuando se usa en combinación con otros métodos. Finalmente, debido al contacto del agua con los vegetales, además de disminuir la temperatura de los productos es posible aprovechar este procedimiento para obtener otros beneficios. Wang y Long (2015) estudiaron la absorción de Ca en cerezas a partir del agua usada en HE y obtuvieron una disminución de frutos partidos, un incremento de la firmeza y un retardo en las pérdidas de vitamina C y color. Además, se ha demostrado que el HE reduce el crecimiento microbiano, debido al efecto del lavado de las superficies de los vegetales. Sin embargo, este método presenta algunas limitaciones; como la calidad sanitaria del agua empleada; siendo que, la reutilización continua podría concentrar microorganismos patógenos y ocasionar contaminación en los productos tratados, significando un problema y no una ventaja, generando un punto crítico de contaminación y tornando necesario el uso de sanitizantes (Reina et al. 1995). Otra limitante consiste en que tanto el producto como las cajas y material auxiliar de empaque, deben ser tolerantes al agua, así como a la presencia de cloro y de otros compuestos químicos usados para sanitizar el agua de enfriamiento. En ese contexto, el HE puede ser una solución que servirá para mejorar las características del producto o por

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el contrario podrá conducir a problemas de contaminación, todo dependerá de las condiciones de proceso empleadas. Tabla 1. Ventajas y desventajas del hidroenfriamiento Ventajas Más rápido que el aire forzado de 12 a 30

Desventajas Mayor inversión que el aire forzado

veces. mayor capacidad del agua fría para remover el calor de campo

No se puede aplicar con el producto empacado, o se requieren envases especiales El

agua

puede

ser

vehículo

de

microorganismos perjudiciales

Aplicaciones Este sistema es apropiado para productos que toleran la presión y el contacto directo del agua como hortalizas de tallo, hortalizas de raíz y algunos frutos. Ejemplos de estos productos son: espárrago, apio, melón, durazno, rábano y cereza. Beneficios  Favorece una mayor vida de anaquel y consecuentemente un mayor tiempo de transportación.  Apariencia más atractiva y mejor calidad al reducir el marchitamiento.  Disminuye la velocidad de respiración y los cambios bioquímicos relacionados con éste que provocan que el proceso de maduración se desarrolle a un ritmo lento.  Disminuye la velocidad de transpiración y, por lo tanto, baja la pérdida de agua al reducirse la diferencia de presión de vapor entre el producto y la atmósfera.  Disminuye la velocidad de producción de etileno y la sensibilidad del producto.  Reduce el desarrollo de microorganismos en el producto.

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 Reduce la carga de refrigeración para el almacenamiento por tiempos largos a temperatura óptima.

Figura 1. Hidroenfriamiento aplicado a manzanas. IV.

IMATERIALES Y MÉTODOS

4.1.Materiales: a. Pre-enfriamiento      

Zanahoria Papas Recipientes de cartón Cámara climatizada y respectivo software Refrigerador domestico Sensores de temperatura

b. Hidroenfriamiento  Manzanas de 40 a 60 mm en diámetro  Hidroenfriador  Recipientes de plástico grande de 10 a 20 litros de capacidad.  Data Trace con sensores de Temperatura, interfase y computadora.  Data logger para verificación online de variación de temperatura.  Aproximadamente 10kg de hielo en cubos  Termómetros de -10 0C a 40 0C. 4.2. Métodos: a) Pre-enfriamiento

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Colocamos la materia en cajas de cartón las cuales estarán apilada, después se colocarán los sensores en la materia respectiva antes de ingresar a la cámara de refrigeración.

Se colocará la materia dentro de la cámara con forme fue apilada y con los sensores, posteriormente se tomarán los respectivos datos con un software correspondiente a la cámara de refrigeración utilizada.

Otra parte se colocará en la refrigeradora doméstica, para poder comparar a los diferentes métodos en donde se enfría la materia.

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b) Hidroenfriamiento por aspersión Pesar las manzanas

Colocar el sensor de temperatura en la fruta y otro sensor para controlar la temperatura del agua que se rocía en el fruto

Colocar las manzanas en el Hidroenfriador y colocar agua a menos de 10°C la bandeja

Prender el equipo y mantener la temperatura del agua menor a 10°C

Obtener los datos

c) Hidroenfriemiento por inmersión

Pesar las manzanas

Colocar el sensor de temperatura en la fruta

Colocar las manzanas en el balde de 20L y colocar agua a menos de 10°C

Mantener la temperatura del agua menor a 10°C

Obtener los datos

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V.

RESULTADOS

PRE ENFRIAMIENTO -

Refrigeración Gráfico N°1.

Refrigeración 25.00

Temperatura (°C)

20.00 15.00 T Zanahoria

10.00

T papa 5.00

0.00 0.00

2000.00

4000.00

6000.00

8000.00

Tiempo (s)

Velocidad de enfriamiento en la refrigeradora. Calor removido por kilogramo de papa: 𝑄 = 𝑚 ∗ 𝐶𝑝 ∗ ∆𝑇    

Calor especifico de la papa: Temperatura inicial: Temperatura final: Masa:

El calor removido será:

3.517 KJ/Kg*°C 22.3 °C 12.5 °C 2.34818 kilogramos 80.9337 KJ

La variación de temperatura respecto al tiempo fue:

0.08 °C/min

Calor removido por kilogramo de zanahoria: 𝑄 = 𝑚 ∗ 𝐶𝑝 ∗ ∆𝑇    

Calor especifico de la zanahoria: Temperatura inicial: Temperatura final: Masa:

El calor removido será:

3.81 KJ/Kg*°C 20.3 °C 10.3 °C 2.49617 kilogramos

95.1040 KJ

La variación de temperatura respecto al tiempo fue:

21

0.078 °C/min

“HIDROENFRIAMIENTO Y TRANSFERENCIA DE CALOR DE FRUTAS Y HORTALIZAS” -

Cámara climatizada

Camara Climatizada 25

Temperatura (°C)

20 15 Temp papa 10

Temp zanahoria T camara

5 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Tiempo (s)

Gráfico N°2. Velocidad de enfriamiento en la cámara climatizada.

Calor removido por kilogramo de papa: 𝑄 = 𝑚 ∗ 𝐶𝑝 ∗ ∆𝑇    

Calor especifico de la papa: Temperatura inicial: Temperatura final: Masa:

El calor removido será:

3.517 KJ/Kg*°C 19 °C 4.9 °C 2.4926 kilogramos 123.6072 KJ

La variación de temperatura respecto al tiempo fue: 0.173 °C/min

Calor removido por kilogramo de zanahoria: 𝑄 = 𝑚 ∗ 𝐶𝑝 ∗ ∆𝑇    

Calor especifico de la zanahoria: Temperatura inicial: Temperatura final: Masa:

El calor removido será:

3.81 KJ/Kg*°C 13.5 °C 1.8 °C 2.46177 kilogramos

109.7383 KJ

La variación de temperatura respecto al tiempo fue: 0.143 °C/min

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“HIDROENFRIAMIENTO Y TRANSFERENCIA DE CALOR DE FRUTAS Y HORTALIZAS” HIDROENFRIAMIENTO -

Inmersión

Inmersión 25

Temperatura (°C)

20 15 10

T Manzanas

5 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Tiempo (s)

Calor removido por kilogramo de manzana: 𝑄 = 𝑚 ∗ 𝐶𝑝 ∗ ∆𝑇    

Calor especifico de la manzana: Temperatura inicial: Temperatura final: Masa:

El calor removido será:

3.726 KJ/Kg*°C 21.86 °C 6.73 °C 2.733 kilogramos

154.0711 KJ

La variación de temperatura respecto al tiempo fue: 0.1379 °C/min

VI.

DISCUSIONES



La patata es una parte viva del tallo, con una gran cantidad de agua en su interior, y como todo ser vivo, consume oxígeno al respirar y desprende CO2. Por este motivo, en función del destino final, la conservación de la patata requerirá de unos parámetros de temperatura y humedad diferentes. Por tanto, para una correcta conservación de la patata se necesita una cámara frigorífica de patatas especializada. Los tubérculos son almacenados en cámaras frigoríficas por un periodo aprox. de 3 a 10 meses, durante este tiempo es importante mantener unas condiciones de temperatura y humedad constantes. A temperaturas de alrededor de 5ºC,

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“HIDROENFRIAMIENTO Y TRANSFERENCIA DE CALOR DE FRUTAS Y HORTALIZAS”

las patatas pueden conservarse por un largo periodo de tiempo, ya que conseguimos que los tubérculos respiren más lentamente así como el desarrollo de hongos y bacterias. En cuanto a la humedad, lo ideal sería mantener en el aire una humedad superior al 90 % para evitar que las patatas pierdan agua por evaporación y de este modo los tubérculos se ablanden y arruguen. Evidentemente las condiciones de temperatura y humedad pueden variar en función de la variedad y consumo, por ejemplo la conservación de patatas para procesado (fritas, puré, etc) requieren de una temperatura superior (8 ºC) y una humedad relativa de 95%, esto se debe al fenómeno de descomposición del almidón a azúcares durante la conservación frigorífica a bajas temperaturas, provocando en la patata un color oscuro y sabor dulce no deseado para el consumo humano. 

Las condiciones adecuadas para la conservación de la zanahoria son, en general, de 0 a 1ºC de temperatura y una elevada humedad relativa. Lo mejor es alcanzar estas condiciones lo más rápido posible mediante un preenfriamiento. Aunque el tiempo máximo de conservación depende de la variedad y de las condiciones, se pueden llegar a conservar hasta 6 meses. Las mejores condiciones de conservación a largo plazo, hasta varios meses, son una temperatura de 0 a 1ºC y una humedad relativa de 95 a 98%, para reducir la pérdida de peso y mantener la calidad original de la raíz. El contenido en azúcares solubles aumenta en dichas condiciones, con un incremento de los azúcares reductores mientras la sacarosa se mantiene estable. La cantidad de carotenos no se ve afectada por las condiciones creadas, puesto que permanece constante durante todo el periodo. Lo mismo ocurre con el contenido de fibras. (Bernard, 2017)

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El mantenimiento de la calidad del producto se beneficia de un descenso rápido de la temperatura, que debe llevarse a 5-8ºC. Esta práctica evita también la manifestación de daños por golpes ocurridos durante la recolección. El preenfriamiento por agua es el método más idóneo para zanahorias. (Inteempresas , 2008)

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“HIDROENFRIAMIENTO Y TRANSFERENCIA DE CALOR DE FRUTAS Y HORTALIZAS”

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El preenfriamiento de frutas y vegetales se puede llevar a cabo por medio de aire frío aplicado por medios mecánicos o mediante hidroenfriamiento. El hidroenfriamiento es un procedimiento para remover calor de productos vegetales frescos recientemente cosechados mediante el uso de agua a baja temperatura (Vigneault et al., 2000; Thompson, 2004). Existen varios métodos de hidroenfriamiento, como el hidroenfriamiento por inmersión y el hidroenfriamiento por aspersión o rocío (Salunhke et al., 1984; Thompson, 2004).

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A mayor tiempo de almacenamiento menor firmeza en la pulpa. Los frutos hidro enfriados presentaron mayor firmeza que aquellos sin hidro enfriar (P